宏内核和微内核,幻灯片宏内核和微内核的区别在哪里
首先内核操作系统是软件，是操作系统的核心。它要负责内存管理、进程调度、文件系统、中断管理、设备管理等等工作。
除了内核之外，操作系统还有个壳，称为“shell”，它提供操作系统界面，让用户不是直接面对计算机硬件，而是将指令告诉shell，再由shell跟内核沟通，由内核去指挥硬件设备完成各种工作。
shell看起来是一个交互界面，有图形界面和命令行界面两种形式，但本质上它是一个命令解析器，所以shell中会内置许多与编程语言相关的功能。
操作系统的内核设计有两大阵营，宏内核和微内核。
宏内核，就是内核代码都编译成一个二进制文件，所有内核代码运行在一个大内核地址空间里，内核代码之间可以直接访问和调用。当应用程序需要需要访问硬件资源或者需要内核提供服务的时候，通过系统调用对内核进行召唤。系统调用的本质是内核将功能封装成了一堆函数，调用就是调用函数。
但要注意的是应用程序并不是直接召唤系统调用的，昨天讲安卓操作系统架构的时候，在硬件抽象层之上有个本地框架层，这里有一堆C/C++写的函数库。应用程序实际上是通过这层的函数调用来实现系统调用的。这层库提供给应用程序的某个API里面可能封装了一个或者多个系统调用，从而提供内核功能。
内核接收到系统调用就去执行任务，由于内核的一大堆功能都是运行在一个大的内核地址空间，彼此之间互相调用和访问的效率比较高，一家人嘛互相了解沟通也方便，所以整体执行效率会比较高。
不过这种“混居”的方式也有缺点，就是假如某个成员得了什么病容易传染，导致整个系统崩掉。
Linux内核就是典型的宏内核，宏内核就比较大，2020年1月Linux内核的代码量已经超过2700万行了。
网上有不少关于Linux是宏内核还是微内核的争论，说它是微内核的，主要论据就是Linux内核也是模块化的。
实际上，Linux很早就在借鉴微内核一些优点，提出了模块化设计的思想，内核中很多核心和设备驱动都可以模块化实现，本质是这些模块被编译成一个个目标文件，可以在内核运行的过程中动态加载和卸载。
但是，这种模块化的实现和微内核的模块化不一样，这些模块不是作为特殊模块来执行，而是和静态编译的那些内核函数一样，运行在内核态中。
比喻一下就是，微内核的模块之间有点像一层楼的几户邻居，而Linux内核中的模块就是一套房里面的各个房间，关上大门还是一家人。
至于Windows操作系统，早年有一些是微内核架构的，后来取长补短，现在基本算是混合内核。
微内核，就是只保留内核最基本的功能，比如进程调度、内存管理等，将其他的如文件系统、设备驱动之类的扔了出去，放到用户态中以服务模块的形式来实现。至于哪些功能放在内核，哪些功能扔出去，各家操作系统有自己的想法，所以并没有标准的界限。
微内核因为很多功能都甩出去了，所以可以做得比较小，经典的MINIX 3的微内核只有1.2万行代码。微内核并不是个新的东西，微内核的祖宗MINIX诞生的时间比Linux还早一点，对操作系统有兴趣的同学可以往前翻《操作系统从UNIX到Android》这个视频。很多物联网设备就会用到微内核，黑莓用在手机和汽车上的QNX操作系统就是很优秀的微内核架构操作系统。
微内核的优点是小、灵活性高，需要某些功能的时候就给挂上，不需要的时候就断开。这种轻耦合的方式也比较安全，一个功能模块崩了就崩了，一般不影响整体。
缺点就是执行效率比较马虎。举个通俗易懂的例子：
比如你要吃碗面，宏内核自己就有材料、厨子、厨房。你只需要跟它喊一声，它就给端一碗面上来。
但如果是微内核的话，由于微内核中只有最基本的核心功能，它可能就只有厨子。那你就要去跟各个服务模块要碗、要水、要面，这里就会出现多次沟通（通信）和调用，造成比较大的开销，效率也有影响。这种进程之间的通信称为IPC通信，现在搞微内核基本都要花力气来提高IPC的效率，各家有各家的方式。具体可以自己查下资料，这里就不展开了。
华为鸿蒙OS现在是个多内核的架构，注意多内核不是混合内核。混合内核还是在一个内核里面搞事情，多内核就是有好几个核，好几个混合内核可以称为多内核混合内核。
鸿蒙OS的底层挂了三个内核，Linux内核、LiteOS和微内核。为什么要挂一个Linux内核，这是用来跑安卓的。至于其他的比如手环这种CPU算力和内存都很小的物联网设备，应该是用LiteOS或者微内核来支持的。
鸿蒙OS的PPT上对未来的愿景是基于微内核来跑一切，现在肯定是还没实现的。这里简单讲一下，如果鸿蒙想用微内核来跑一切要做些什么。
以手机为例，如果鸿蒙要兼容安卓应用的话，首先要把Linux能够提供的功能全部用微内核的方式实现，然后把各个服务模块能够提供的功能打包封装成函数，类似做成系统调用。这事儿我想想都觉得极其复杂，复杂的原因不是能不能实现的问题，关键在于如何有效率的实现。最基本的都得搞一套新的算法，来优化进程管理。
然后，还是得做一层硬件抽象，这层还好因为有很多现成的东西可以集成。
硬件抽象上面也是要做本地框架和JAVA运行环境的，毕竟要兼容安卓应用。本地框架也还好，本来就有很多现成的库。JAVA运行环境，核心库也有很多可以继承的。
虚拟机的话要么优化现有的安卓虚拟机，牛逼的话就自己搞一套。
或者心一横，暗度陈仓，先随便搞一下安卓应用兼容，实际上大力发展鸿蒙应用生态。比如华为搞的方舟编译器，就是想把Java程序的源代码直接编译成机器码，这样就不用虚拟机。但是这么做会有两个问题，第一、源代码的所有动态语义都用静态方法来解决，这不一定是百分百能实现的事情。要实现这个目标，我估摸着是需要在应用程序开发的时候遵循一些华为的规范，华为现在也提供了相应的集成开发环境。
第二个问题，以前的视频也说过，不同的CPU能够执行的机器码是不同的，直接把源代码编译成机器码来执行，就会有硬件兼容的问题。苹果能够直接搞机器码，那是因为苹果本身直接搞CPU，算是配套的。但苹果之外的阵营，CPU厂商还是不少的。
针对硬件兼容的问题，华为也是有考虑的，搞了个方舟引擎，用来执行中间码。把源代码编译成机器码并不是一蹴而就的，要先编成中间码。方舟引擎就是执行中间码，这就有点类似虚拟机。
上面讲了一些和编译、虚拟机相关的东西，不懂没关系，后面会专门讲，就是感觉一下意思。
再往上一层是应用程序框架层，就是一堆提供给开发者和应用的JAVA API接口，本质就是要搞好函数封装。还有就是提供一些系统服务。这些事儿华为能干得出来。
上面讲了如果华为要搞微内核需要哪些基本操作，具体这些操作比如微内核、方舟编译器、方舟引擎当前做到什么程度了我还真不知道，毕竟它不是全透明，开源也是一步一步来的。有兴趣的同学可以时常去看一下，用一下。
很多人为鸿蒙是不是在套壳掐架，对于这点其实我不怎么在意，毕竟要自己搞操作系统，华为该干的事儿它都有在干，而且它也知道自己必须要干。
操作系统不仅仅是个技术战，更是要打生态仗。安卓这么多年的积累已经有了庞大的硬件产业链生态、开发者生态和用户生态。从生态上来讲，华为要搞个全新的东西干掉安卓是不现实的，不掉队就行了。
为什么华为和谷歌都在搞微内核啊，谷歌正在搞的fushica就是个微内核架构的OS。微内核虽然有很多亟待解决的毛病，比如依赖IPC通信，效率不高，大量上下文切换造成开销浪费等等。但是，微内核可以实现灵活的服务功能添加和删减，是很适合碎片化、场景多样性、特定需求多的物联网应用的。
所以，明摆着，手机就这样了，智能手机市场这两年基本增速都停了，还有点微微下掉。未来更广阔的星辰大海在物联网啊兄弟姐妹们，华为和谷歌真正要决战的场子在物联网。
不过，虽然真正的战场在物联网，但手机操作系统还是必须做的，基本盘在这里，而且还有安全和其他因素在。
搞操作系统是很难的，虽然鸿蒙一出网上关于操作系统的文章陡增，专家像雨后春笋。但实际上，真正搞操作系统的人才是很少的。从Linux操作系统诞生至今，全球给它提交过贡献代码的也不超过3000人。这事儿两面看，一方面是人少，一方面要两三千人才能搞出来Linux这样的东西，而且这几千人还不是随便什么人都行，真得都有刷子才行。
为什么搞操作系统的人少呢？操作系统经过三十多年的发展，其架构都相对固定了，要创造个什么新的东西是非常难的，更多的是局部上的创新、修改和优化。而且这跟开发应用程序不一样，应用程序可能几周就能搞个新模块，操作系统要搞点啥基本时间进度以年为单位，而且搞操作系统还得对硬件比较了解，需要复合程度比较高的知识结构。这种情况下，大家都是程序员，别人不断推陈出新，升职加薪，你一两年毫无动静，没点佛系和热爱还真干不大动。我认识一个搞操作系统的全栈大牛，年薪也不算高，而且就算想要跳槽可选的东家也非常的有限。
华为鸿蒙掀起热度是好事，让更多的人愿意去了解操作系统，也会带来更多人才的可能性。中国搞自己的操作系统，紧迫性比任何时期都强，未来也会有更好的择业环境。
主流的操作系统Linuxwindows苹果，哪个不是搞了三十年了，所以对于国产操作系统大家还是需要一些耐心。
Linux内核还没讲完，后面会接着讲。这两个关于操作系统的视频内容都比较浅，也比较少，主要是和硬件知识相比，操作系统的内容是糅杂的，讲什么不讲什么，讲到什么程度我还有点混乱，你们就先随便看着把，在调整中。